[发明专利]带倒角的端面间隙视觉测量方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明公开了带倒角的端面间隙视觉测量方法、装置、设备及存储介质，包括视觉图像采集系统和工控机，视觉图像采集系统实时获取待测量工件A、工件B装配过程中端面图像，并通过网络传输到工控机；工件A、工件B的端面均带倒角；该方法包括：对视觉图像采集系统进行标定，并采用模板匹配技术选择工件A、工件B倒角部分区域创建模板图像；通过视觉图像采集系统采获取工件A、工件B的端面间隙图像信息，根据创建的模板图像，在测量过程中对倒角进行快速匹配得到倒角模板匹配结果，并对倒角模板匹配结果进行判定；及根据倒角模板匹配结果进行工件A、工件B的端面间隙实时检测与计算。本发明解决了待倒角的端面间隙视觉测量问题，且测量精度高。

技术领域

本发明涉及产品装配及制造技术领域，具体涉及带倒角的端面间隙视觉测量方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

在产品对接装配过程中，往往对两个工件端面间隙有严格要求，尤其在自动化装配过程中，端面间隙的测量精度直接影响产品的装配质量。视觉图像测量技术作为一种非接触测量的手段，具备成本低、精度高、操作简单等特点。利用光学系统超高的分辨率配合当前图像处理技术，基于计算机视觉的端面间隙测量方法在自动化、智能化的装配过程具备广泛的应用前景。

然而，现有技术中端面间隙视觉测量方法存在以下缺点：

(1)当前基于图像处理的端面间隙方法利用端面与间隙的图像灰度变化确定端面与间隙的分界线，该方法只适用于两个端面不存在倒角，且工件装配过程中间隙内部不存在任何其他工件。

(2)产品的装配活动是一个连续过程，两个工件位置的相对运动表现为端面间隙的动态变化。现有方法只针对当前时刻静态图像进行分析未考虑动态变化过程这一连续性。

(3)在光学镜头的选择上，现有方法并未考虑利用倒角深度与镜头景深的关系。

发明内容

针对上述背景技术中现有端面间隙视觉测量方法的至少一个缺陷，本发明目的在于提供带倒角的端面间隙视觉测量方法、装置、设备及存储介质，该方法针对端面存在倒角的情况，选择景深与倒角深度接近的镜头，利用图像的信息熵对间隙与倒角进行区域分割；然后分割边界的邻域内进行像素统计判定倒角和间隙的界线。

本发明充分考虑同一型号的不同工件倒角特征不一致，同一工件的一次装配活动倒角特征变化不大。使用模板匹配技术在测量开始阶段选择倒角部分区域作为匹配模板，在测量过程中对倒角进行快速匹配寻找倒角位置。本发明充分考虑产品装配过程中，间隙的变化是连续的这一特性，使用卡尔曼滤波对倒角与间隙的分界线在图像中的位置进行预测。

本发明通过下述技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种带倒角的端面间隙视觉测量方法，包括视觉图像采集系统和工控机，所述视觉图像采集系统实时获取待测量工件A、工件B装配过程中端面图像，并通过网络传输到工控机，所述主控机内的图像处理算法实时计算端面缝隙大小；其中，待测量工件A、工件B的端面均带倒角；该测量方法包括：

S1：对视觉图像采集系统(相机)进行标定，并采用模板匹配技术选择工件A、工件B倒角部分区域创建模板图像；

S2：通过视觉图像采集系统采获取工件A、工件B的端面间隙图像信息，根据创建的模板图像，在测量过程中对倒角进行快速匹配得到倒角模板匹配结果，并对所述倒角模板匹配结果进行判定；及根据所述倒角模板匹配结果进行工件A、工件B的端面间隙实时检测与计算。

进一步地，步骤S1中，采用模板匹配技术选择工件A、工件B倒角部分区域创建模板图像，包括：

通过手动选择图像上待测量工件A、工件B倒角的上半部分区域作为形状特征匹配模板；在工件装配过程中，设置低阈值的模板匹配参数，所述模板匹配参数包括旋转角度为-2⁰～+2⁰、缩放指数为0.8～1.2倍。